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西藏帮布勒铅锌铜铁矿床地质地球化学特征及成因研究

田坎  
【摘要】:论文选取项目团队在冈底斯成矿带西段新发现的帮布勒Pb-Zn-Cu-Fe多金属矿床为研究对象,基于详实的野外地质调查,首次系统性的总结报道了帮布勒矿床的地质特征以及成矿地质条件,对典型岩矿石标本开展了岩相学观察,对与成矿相关的石英斑岩、流纹斑岩等开展了高精度锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素以及全岩Sr-Nd-Pb同位素分析;利用扫描电镜、电子探针等多种手段开展了矿物学、矿物地球化学分析;并结合流体包裹体显微测温以及C-H-O同位素分析、金属硫化物矿物的S-Pb同位素分析等研究,探讨了该矿床的成因。取得的主要认识如下:1.查明并报道了帮布勒矿床地质特征帮布勒矿床矿(化)体产于晚白垩世石英斑岩与灰岩接触带,以及灰岩和砂岩的层间界面,形态较复杂。现有地表探槽工程与钻探工程初步控制了矿区内三个主要矿体群,并证实了300m以下隐伏矿体的存在。在矿区范围地表内圈定铅锌矿(化)体76个、铜矿体2个,深部隐伏矿(化)体12个;矿石矿物以方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿等为主;矿区内主要蚀变为发育在接触带附近的矽卡岩化,以形成钙铁榴石、透辉石和阳起石为主。根据已有控制程度概算矿区主要矿体333+3341金属资源量为:Pb 32.67万吨,Zn 38.00万吨,Ag 170.91吨,Cu 1259吨,已达到大型矿床规模。该发现为念青唐古拉成矿带的向西延伸提供了重要的事实依据,使该成矿带继查个勒矿床的发现后再次向西延伸约250km。2.开展了岩石地球化学研究,厘定了岩浆岩成因类型帮布勒矿区内成矿相关的石英斑岩Si O2含量变化于72.47~77.31 wt.%;K2O含量为0.86~5.89 wt.%;铝饱和指数A/CNK为0.88~1.43,显示高钾钙碱性、偏铝质、高分异I型花岗岩特征;稀土总量变化于73.95~247.89 ppm之间(平均189.80 ppm),具轻稀土相对富集,重稀土亏损的特点,同时具有明显的Sr、Eu、Nb、Ta、P等负异常,暗示其岩浆形成过程中经历了重要的结晶分异过程。石英斑岩的εHf(t)整体集中于-7.92~-12.85,对应的地壳模式年龄为1961~1121 Ma;全岩(87Sr/86Sr)i比值为(0.7148~0.7258),εNd(t)值(-9.01~-7.32),二阶段Nd模式年龄为1612~1477 Ma;铅同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb分别为18.686~18.781、15.699~15.762和39.131~39.344,显示Pb同位素的组成与拉萨地体的Pb同位素一致。综上,帮布勒矿区石英斑岩可能形成于班公湖-怒江洋南向俯冲结束后的后碰撞伸展环境,与拉萨地块基底的部分熔融有关。3.限定了帮布勒矿床的成岩与成矿时代,为完善晚白垩世(80~70Ma)这个“特殊”时间段冈底斯成矿带的成岩成矿演化序列提供了新的证据获得了研究区内的石英斑岩、流纹斑岩、闪长玢岩的锆石U-Pb年龄均为77Ma左右,结合区域研究成果,我们认为晚白垩世冈底斯带上的岩浆活动是连续的,并不存在前人认为的80~70 Ma期间的岩浆活动“静宁期”。该时期(80~70 Ma)北冈底斯地区的岩浆活动作用强度强于南部冈底斯地区,并且侵位时间也有从北向南逐渐变新的趋势,同时也表现出东部地区强于西部地区的特点。该时期的成矿作用在北冈底斯地区以铁铜、铜金矿化为主,形成了东部以日阿、更乃等铁铜矿点为代表的矿床;在念青唐古拉带上则以铅锌铁铜多金属矿化为主,形成了以帮布勒为代表的大型矽卡岩型Pb-Zn-Cu-Fe矿床。4.讨论了矿床成因并初步建立了成矿模式矿区内矿石δ34SCDT值集中在-0.8‰~3.9‰,中值在0附近,显示了硫为单一岩浆来源的特征。矿石与石英斑岩中的Pb同位素的组成较为稳定,具有较为一致的上地壳来源特征。与成矿相关的透明矿物的C-H-O同位素结果显示成矿流体在早期以岩浆流体为主,到晚期逐渐过渡为以大气降水为主。成矿模式简述为:晚白垩世(77Ma±),羌塘地体与拉萨地体已经由碰撞造山作用逐渐进入后碰撞环境。在碰撞向后碰撞环境的转换过程中区内的古老地壳发生部分熔融并经过高度的分离结晶作用形成石英斑岩岩浆,随后岩浆携带大量的成矿物质向上侵入围岩地层或局部超覆于围岩之上,与围岩中的灰岩发生交代反应,在岩体与围岩接触带附近形成矽卡岩化带。矽卡岩阶段以岩浆水为主的成矿流体整体具有高温、高盐度、高氧逸度的特征,在接触带及附近发育以石榴子石、透辉石、阳起石等为主的矽卡岩蚀变,到了矽卡岩末期大量的磁铁矿开始生成,并交代早期的矽卡岩矿物;而到了石英-硫化物期由于大气降水的不断混入,成矿流体的温度、盐度等出现明显降低,含矿气水热液在石英斑岩与灰岩接触带附近、灰岩与拉嘎组砂板岩的层间破碎带以及拉嘎组地层内广泛发育节理裂隙的部位发生减压、降温,随后伴随成矿物质的沉淀、堆积,在有利部位形成了矽卡岩型的铅锌铜铁多金属矿体,5.为区域找矿提出了下一步的工作建议研究认为晚白垩世80~70Ma羌塘-拉萨地块碰撞后的局部伸展作用诱发的岩浆活动侵入到碳酸盐围岩地层中,可能是此时期形成矽卡岩型矿床的主要机制。围绕该时期的岩浆活动,在念青唐古拉铅锌铁铜成矿带上寻找矽卡岩型矿床可能会是下个阶段找矿工作的重点关注对象,并重点围绕着帮布勒大型铅锌矿床的发现,考虑矿床丛聚性、等距性等分布特点,在隆格尔-南木林弧背断隆带及冈底斯火山岩浆弧北缘加大勘探力度。


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